海岸系統動力學（簡體書）

《海岸系統動力學》一書系統闡述了海岸水體運動與海岸地形地貌之間的動力相互作用機制及平衡過程，這些相互作用影響控制著整個海岸系統對外部動力環境改變和人類活動的響應。特別指出海岸地形地貌不只是被動地響應波浪和海流作用，海岸水體運動與海岸地貌之間存在非線性的相互作用關係，這種非線性反饋機制導致了海岸地形地貌演變的時空複雜性。從非線性反饋過的角度描述海岸動力作用機制，可以更好地理解認識海岸地貌演變與岸線變遷。該書最後歸納總結出海岸工程開發活動的重要宗旨是：順應海岸動力演變自然過程規律，“與自然協同工作”。本書作者長期在荷蘭從事海岸動力學及海岸地貌研究工作，在該專業領域具有豐富的科研與工程實踐經驗，對海陸相互作用有深刻的理解認識。此書可供從事海洋動力學、海岸動力地貌、海洋地質、工程地質、海岸工程等專業的科研教學人員及工程技術人員使用。

《海岸系統動力學》一書指出，海岸帶，特別是海岸沉積區域，屬�動力環境，並不僅僅以被動的方式響應外部干預。海岸地貌與波浪、潮汐和海流相互作用，朝著動態平衡的方向演變。海岸對外部干預的響應通常難以預見，然而準確可靠的預測響應機制對管理多重利益並存的海岸帶是至關重要的。典型的案例是修建海堤防止海岸侵蝕，這在亞洲很普遍，中國的很多海岸也是用這種方式來防護的。作為對海堤修建的響應，海岸剖面發生變化，海灘衰退，甚至消失，裸露的海堤基礎因此遭受波浪的衝擊破壞。防止海岸侵蝕的替代方式，有海灘補沙、沙丘植被、紅樹林、修建緩衝帶和離岸堤等，具體方式的選擇取決於當地的條件，這些替代方式旨在以更低的代價產生長期的更大效益。同樣，圍海造地可以設計成不同的方式，其中某些方式或許更利於可持續發展，更利於保護國家和社會財富不損失。本書以論述塑造海岸環境的自然過程為主，理解這些過程是預測海岸演變的基本要求，並為海岸開發保護提供依據，避免人類活動與自然規律相違背。

符號說明

ａ 潮波或波浪振幅（半均方根波高Ｈｒｍｓ）［ｍ］

Ａ 水道總橫斷面積［ｍ２］或係數

ＡＣ 水道橫斷面積［ｍ２］

ｂ 瞬時寬度或時均寬度［ｍ］

ｂＣ 水道寬度［ｍ］

ｂＳ 表面寬度［ｍ］

ｃ 波浪傳播速度［ｍ／ｓ］或懸沙濃度［ｋｇ／ｍ３］

ｃＤ 摩阻（拖曳）係數τｂ／ρｕ２

Ｃ 全沙體積輸沙率［ｍ］或係數

ｄ 泥沙粒徑［ｍ］

ｄ 無量綱的泥沙粒徑（ｇΔρ／ρν２）１／３ｄ

Ｄ 瞬時全水深（Ｚｓ! Ｚｂ）［ｍ］

ＤＬ 縱向擴散係數［ｍ２／ｓ］

ＤＳ 傳播深度ＡＣ／ｂｓ ［ｍ］

Ｄｅ 沉積速率［ｍ／ｓ］

ｅ ２７１８３

Ｅ 波浪能量或潮汐能量［Ｊ／ｍ２］

Ｅｒ 侵蝕速率［ｍ／ｓ］

ｆ 科氏參數［ｓ－１］或函數（幅度）

Ｆ 弗勞德數ｕ／ ｇ 槡ρ

ｇ 重力加速度９８［ｍ／ｓ２］

Ｇ 相似係數

ｈ 時均水深（水道深度）［ｍ］

ｈＳ 時均傳播深度［ｍ］

ｈｃｌ 閉合深度［ｍ］

Ｈ 波高Ｈｒｍｓ＝ ８Ｅ／ｇ 槡ρ＝２ａ［ｍ］

ＨＷ 高潮時間（也用上標＋表示）

ＨＳＷ 高平潮時間

槡ｉ －１或指數

ｊ 指數

ｋ 波數（ｘ方向）［ｍ－１］

Ｋ 擴散係數或渦動擴散係數［ｍ２／ｓ］或複波數絕對值［ｍ－１］

Ｉ 時均水面坡度

ｌ 長度（特別指海灣的長度）［ｍ］

Ｌ 潮波或波浪的波長［ｍ］

ＬＡ 障壁型潮汐水道的長度［ｍ］

Ｌｂ 河流型潮汐水道的收縮長度［ｍ］

ＬＷ 低潮時間（也用上標! 表示）

ＬＳＷ 低平潮時間

ｍ 米

ｎ 泥沙通量公式中的速度指數，或者波浪群速度與波浪傳播速度的比值

Ｎ 湍流黏性係數（渦黏係數）［ｍ２／ｓ］

Ｏ ［．．］ 量級

ｐ 壓力［Ｎ／ｍ２］或海底孔隙率

ｐｎ ｎ個潮汐週期期間水團的淨位移超過一定距離的概率

Ｐ 進潮量［ｍ３］

Ｐｎ ｐｎ的斷面均值

ｑ 單寬體積輸沙率［ｍ２／ｓ］或總輸沙率［ｍ３／ｓ］

ｑｂ 單寬推移質輸沙率［ｍ２／ｓ］

ｑｓ 單寬懸移質輸沙率［ｍ２／ｓ］

Ｑ 單寬流量［ｍ２／ｓ］或總量［ｍ３／ｓ］

ＱＲ 河流流量［ｍ３／ｓ］

ＱＴ 潮流量［ｍ３／ｓ］

Ｑａ 最大漲落潮流量的半差（Ｑ＋

Ｔ －ＱＴ）／

２

Ｑｍ 潮流量幅值［ｍ３／ｓ］

ｒ 線性底摩阻係數［ｍ／ｓ］

ｒＡ

地球半徑［ｍ］

Ｒ 水道曲率半徑［ｍ］

Ｒｉ 理查森數

ｓ 秒

Ｓ 鹽度［ｐｐｔ］

２ ? 海岸系統動力學

Ｓ（ｘｘ），Ｓ（ｘｙ）輻射應力［Ｎ／ｍ］

ｔ 時間［ｓ］

Ｔ 波浪週期或潮汐週期［ｓ］

ｕ 流速矢量［ｍ／ｓ］

ｕ ｘ方向上的流速［ｍ／ｓ］

ｕｃｒ 泥沙起動流速［ｍ／ｓ］

ｕ 剪切速度τｂ／ 槡ρ［ｍ／ｓ］

Ｕ 潮流速度幅值或波浪軌跡速度幅值［ｍ／ｓ］

ｖ ｙ方向上的流速［ｍ／ｓ］

Ｖ 沿岸流［ｍ／ｓ］或落潮三角洲泥沙體積［ｍ３］

ｗ ｚ方向上的流速［ｍ／ｓ］

ｗｓ 沉速［ｍ／ｓ］

ｘ 縱坐標［ｍ］

ｙ 橫坐標（ｘ，ｙ，ｚ右旋坐標系）［ｍ］

ｚ 垂向坐標（ｚ軸朝上）［ｍ］

ｚｂ

相對於未受擾動海底的海底高度［ｍ］

Ｚｂ 固定參考系中的海底高度［ｍ］

Ｚｓ 固定參考系中的水面高度［ｍ］

α 泥沙通量係數［ｍ２! ｎｓｎ!１］

β 海底坡度／海灘坡度／濱面坡度或潮流加速度與潮流摩阻的比值ｈω／ｒ

γ 泥沙輸移公式中的海底坡度係數

γｂｒ 波浪破碎的判據Ｈｂｒ／ｈｂｒ

δ 邊界層的厚度［ｍ］

Δ 差值

ΔＳ ＨＷ／ＬＷ與相應滯潮之間的平均時差［ｓ］

ΔＥＦ 退潮和漲潮的持續時差［ｓ］

ΔＦＲ 潮水降落和潮水上升的持續時差［ｓ］

Δρ 泥沙與水的密度差［ｋｇ／ｍ３］

 偏導數

 無窮小

εｂ 推移質輸移的有效係數

εｓ 懸移質輸移的有效係數

ζ 渦度（ｖｘ!ｕｙ）［ｓ－１］

η 自由表面高度波動［ｍ］

符號說明 ? ３

θ 波浪入射角或流速與底形夾角［弧度］

κ 複波數ｋ＋ｉμ［ｍ－１］

λ 韻律底形的波長［ｍ］

μ 複波數虛部或指數衰減係數［ｍ－１］

ν 運動黏度［ｍ２／ｓ］

潮流擴散係數［ｍ２／ｓ］

π ３１４

ρ 海水密度［ｋｇ／ｍ３］

ρｓｅｄ 沉積物密度［ｋｇ／ｍ３］

σ 韻律底形角頻率（複數）［ｓ－１］

σｒ 韻律海底擾動Κ\"的角頻率［ｓ－１］

σｉ 海底擾動槇υ\"的增長率（正或負）［ｓ－１］

τ 切應力［Ｎ／ｍ２］

τｂ 海底切應力［Ｎ／ｍ２］

τｃｒ 臨界侵蝕應力［Ｎ／ｍ２］

 受擾動和未擾動流速之間的相角［弧度］

φ 潮流速度與水位之間的相角［弧度］

φｒ 休止角

Φ 流速勢函數#ｘ ＝ｕ，#ｚ ＝ｗ［ｍ２／ｓ］或潮均鹽度通量［ｍｋｇ３／ｓ］

Ψ 流函數Ψｘ＝ －ｗ，Ψｚ＝ｕ［ｍ２／ｓ］

ω 波浪角頻率或半日潮波角頻率［弧度／ｓ］

Ω 地球自轉角頻率［弧度／ｓ］

下標：

ｉ＝０，１，２，… 殘餘分量；高階分量；未擾動狀態；一階、二階擾動等

ｘ；ｙ；ｚ；ｔ 偏導數ｆｘ

＝ｆ／ｘ； ｆｔ

＝ｆ／ｔ； ｆｘｘ＝２ｆ／ｘ２等

ｉ＝，１；，２；… 偏導數ｆ，１＝ｆ／ｘ； ｆ，２＝ｆ／ｙ等

ｅｑ 平衡值ｆｅｑ

ｂｒ 破浪線處的數值ｆｂｒ

Ｃ 與潮汐水道相關ｆＣ

Ｒ 與河流相關ｆＲ

Ｔ 與潮流相關ｆＴ